Wie lange kann eine Gleitringdichtung trockenlaufen?

Gleitringdichtungen sind Präzisionskomponenten, die Flüssigkeitslecks in rotierenden Geräten wie Pumpen verhindern sollen. Gleitringdichtungen benötigen für ihre ordnungsgemäße Funktion einen dünnen Schmierfilm, es kann jedoch vorkommen, dass eine Dichtung ohne diesen Schmierfilm „trocken“ läuft. Im Allgemeinen können die meisten Gleitringdichtungen nur wenige Sekunden bis wenige Minuten im Trockenlauf aushalten, bevor erhebliche Schäden auftreten.

Faktoren, die die Trockenlaufzeit beeinflussen

Dichtungsdesign und -materialien

Die Konstruktion und die verwendeten Materialien einer Gleitringdichtung haben großen Einfluss auf ihre Fähigkeit, trocken zu laufen, ohne Schaden zu nehmen. Dichtungen aus härteren, verschleißfesteren Materialien wie Siliziumkarbid können im Vergleich zu weicheren Materialien wie Kohlenstoffgraphit länger trocken laufen. Die Dichtfläche Auch die Geometrie, wie etwa das Unwuchtverhältnis und die Planheit der Laufflächen, beeinflusst die Trockenlauffähigkeit.

Betriebsbedingungen

Faktoren wie Wellengeschwindigkeit, Druck und Temperatur beeinflussen, wie lange eine Dichtung ohne Schmierung überleben kann. Höhere Geschwindigkeiten erzeugen mehr Wärme und Verschleiß, was die Trockenlaufzeit verkürzt. Erhöhter Druck presst die Dichtungsflächen enger zusammen, was zu größerer Reibung und Hitzestau führt. Extreme Temperaturen, sowohl hohe als auch niedrige, können die Leistung beeinträchtigen. Dichtungsmaterialien schneller im Trockenbetrieb.

Fluideigenschaften

Die abzudichtende Flüssigkeit spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Trockenlaufbeständigkeit. Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität bieten weniger Schmierung und Kühlung als solche mit höherer Viskosität. Schleifpartikel oder korrosive Chemikalien in der Flüssigkeit beschleunigen den Verschleiß und die Beschädigung trocken laufender Dichtungsflächen. Flüssigkeiten mit guten Grenzschmiereigenschaften können die Trockenlaufbeständigkeit einer Dichtung verlängern.

Dichtungsflächendurchbiegung

Trockenlauf verursacht thermische Verformung und ungleichmäßigen Verschleiß der Dichtungsflächen. Dies führt zu einer Verformung der Flächen, sodass die Flächen nicht mehr flach und parallel sind. Übermäßige Verformung führt dazu, dass sich die Dichtungsflächen öffnen und Leckagen entstehen. Ausmaß und Geschwindigkeit der Verformung hängen von Faktoren wie den Dichtungsflächenmaterialien, dem Ausgleichsverhältnis und dem Druckgeschwindigkeitswert (PV) ab. Dichtungen mit Flächen, die die Verformung minimieren, können ihre Dichtwirkung bei Trockenlauf länger aufrechterhalten.

Folgen von Trockenlauf

• Schneller Verschleiß der Dichtungsfläche: Ohne ordnungsgemäße Schmierung kommt es zu beschleunigtem Verschleiß der Dichtungsflächen, was zu vermehrten Leckagen und einer verkürzten Lebensdauer der Dichtung führt.
• Thermische Schäden: Durch Reibung erzeugte Wärme kann zu thermischen Schäden an den Dichtungsflächen, Sekundärdichtungen (O-Ringen) und anderen Komponenten führen und so zu vorzeitigem Ausfall führen.
• O-Ring-Schaden: Durch Überhitzung können die O-Ringe hart werden, ihre Elastizität verlieren oder sogar schmelzen, wodurch die Fähigkeit der Dichtung, das Prozessfluid zurückzuhalten, beeinträchtigt wird.
• Geräteschäden: Längerer Trockenlauf kann zu Schäden an der Anlage selbst führen, wie z. B. Wellenriefen, Lagerversagen oder Kavitation in Pumpen.
• Erhöhter Wartungsaufwand: Vorzeitiger Dichtungsausfall durch Trockenlauf führt zu häufigeren Dichtungswechseln und erhöhten Wartungskosten.
• Hohlraumbildung: Trockenlauf kann bei Pumpen Kavitation verursachen. Diese tritt auf, wenn die Flüssigkeit verdampft und Blasen bildet, die platzen und Stoßwellen erzeugen, die die Pumpenkomponenten beschädigen können.

Trockenlauf verhindern

• Richtige Schmierung: Sicherstellen einer ausreichenden Versorgung der Dichtungsflächen mit sauberer Schmierflüssigkeit. Hierzu gehört die richtige Dimensionierung und Wartung der Dichtungsrohrleitungen.
• Dichtungsunterstützungssysteme: Einsatz von Dichtungsunterstützungssystemen nach API Plan 53B (Sperrflüssigkeit zirkuliert durch Pumpenring) oder Plan 54 (externes Sperrflüssigkeitssystem) sorgt für zusätzliche Schmierung und Kühlung, um einen Flüssigkeitsfilm zwischen den Flächen aufrechtzuerhalten.
• Überwachung und Alarme: Installieren von Sensoren und Alarmen zur Überwachung abnormaler Dichtungskammer Druck, Temperatur und Vibration ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Betriebsstörungen, die zu Trockenlauf führen könnten.
• Richtige Installation: Eine sorgfältige Dichtungsinstallation gemäß den Anweisungen des Herstellers und den bewährten Verfahren der Branche trägt dazu bei, eine optimale Dichtungsleistung und Lebensdauer sicherzustellen. Fehlausrichtung, falsche Einstellung der Federkompression und falsche Verrohrung können zu vorzeitigem Dichtungsversagen und Trockenlauf führen.
• Betrieb am Best Efficiency Point (BEP): Wenn das Gerät am oder nahe seinem besten Druckpunkt läuft, verringert sich die Belastung und Vibration der Dichtung, was ihre Gesamtlebensdauer und Trockenlaufbeständigkeit verlängert. Vermeiden Sie einen Betrieb weit vom besten Druckpunkt entfernt, insbesondere auf der Seite der Kurve mit niedrigem Durchfluss.
• Unterdruck aufrechterhalten: Passen Sie die Prozessbedingungen nach Möglichkeit an, um in der Dichtungskammer einen niedrigeren Druck als beim Saugen aufrechtzuerhalten. Stellen Sie so sicher, dass die Flüssigkeit beim Trockenbetrieb zu den Dichtungsflächen hin und nicht von ihnen weg fließt.
• Berücksichtigung der chemischen Verträglichkeit: Wählen Sie Dichtungsflächenmaterialien, die chemisch kompatibel und nicht reaktiv mit der abgedichteten Flüssigkeit sind. Bei einigen Materialkombinationen kann es beim Trockenlauf zu tribochemischen Reaktionen kommen, die die Flächen schnell beschädigen.
• Regelmäßige Wartung: Regelmäßige Inspektion, Reinigung und Austausch von Dichtungskomponenten Basierend auf einem vorbeugenden Wartungsplan bleibt die Dichtung in optimalem Betriebszustand. Das Erkennen übermäßigen Oberflächenverschleißes oder von Defekten vor dem Ausfall kann unerwarteten Trockenlauf verhindern.
• Bedienerschulung: Schulen Sie die Bediener gründlich in den korrekten Verfahren für den Dichtungsbetrieb, die Fehlersuche und das Abschalten der Anlage bei Verdacht auf Trockenlauf. Nehmen Sie Dichtungsfehler und die Trockenlaufvermeidung in Betriebsverfahren und Checklisten auf.